機械手是一種能模仿人手某些動(dòng)作功能,用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。特點(diǎn)是可以通過(guò)編程來(lái)完成各種預期的作業(yè),構造和性能上兼有人手靈活性和機械高效性的優(yōu)點(diǎn)。
機械手起初應用在工業(yè)機器人上,它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現生產(chǎn)的機械化和自動(dòng)化,能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全,因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。
機械手主要由執行機構、驅動(dòng)機構和控制系統三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件,根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運動(dòng)機構,使手部完成各種轉動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復合運動(dòng)來(lái)實(shí)現規定的動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運動(dòng)機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動(dòng)方式,稱(chēng)為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,至少需有6個(gè)自由度。自由度是機械手設計的關(guān)鍵參數,自由度越多,機械手的靈活性越大,通用性越廣,其結構也越復雜。
機械手的種類(lèi),主要包括:
1)按驅動(dòng)方式可分為:液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機械式機械手;
2)按適用范圍可分為:專(zhuān)用機械手、通用機械手;
3)按運動(dòng)軌跡控制方式可分為:點(diǎn)位控制、連續軌跡控制機械手等。
機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置,如在自動(dòng)機床或自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上裝卸和傳遞工件,在加工中心更換刀具等,一般沒(méi)有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱,如用于原子能部門(mén)操持危險物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力,改善熱、累等勞動(dòng)條件。
機械手一般需要與機械臂聯(lián)合使用,可彌補機械臂自由度的不足,擴大機械臂的工作空間。另一方面,機械手的配備增加了機械臂的末端負載,使機械臂的實(shí)際負載能力下降。因此,在機械臂與機械手的選配上,應從工作空間、末端負載、操作靈活性等方面加以綜合考慮,才能組合出適宜的機械手臂。